EP1901642B1 - Staubsauger - Google Patents

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EP1901642B1
EP1901642B1 EP06777403A EP06777403A EP1901642B1 EP 1901642 B1 EP1901642 B1 EP 1901642B1 EP 06777403 A EP06777403 A EP 06777403A EP 06777403 A EP06777403 A EP 06777403A EP 1901642 B1 EP1901642 B1 EP 1901642B1
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EP
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vacuum cleaner
base unit
electric motor
handle
actuating unit
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Vorwerk and Co Interholding GmbH
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Definitions

  • the invention relates to a vacuum cleaner with a base unit having an electric motor and a handle operatively connected thereto, with a mechanically moving actuator for controlling the power of the electric motor, wherein a signal required to control the power of the electric motor is passed from the stem to the base unit and in the base unit, a signal receiver is arranged.
  • Vacuum cleaner of the type in question are known. These have on the plug-in with the base unit handle an operating handle on which further example, a thumb-actuated power controller is arranged, which forms the mechanical actuating unit. This acts electrically via cable in the operating handle or mechanically arranged in the base unit switch.
  • a familiar vacuum cleaner is closed US 6768073 B1 described.
  • the handle or operating handle is designed as a self-sufficient unit that supplies itself with energy.
  • a signal is generated via the actuating handle, which may be in the form of a slide switch, which is conducted by means of the energy generated by the mechanical movement of the actuator to the base unit and evaluated there by a signal receiver.
  • the function of the actuating handle is independent of the assignment state to the base unit and furthermore independent of the state of charge of any energy storage device, for example in the form of a rechargeable battery. Consequently, the operating handle and the intended signal generator in a steady standby position from which a signal for controlling the device-side electric motor can be generated in the simplest way.
  • a corresponding configuration can also be used to control an active attachment of the vacuum cleaner, in which over the handle-side actuating handle and provided there mechanically moving actuator unit, the base unit bridging the header can be influenced influence.
  • the mechanical movement of the actuating unit acts on a piezoelectric element for generating energy. Accordingly, the energy for transmitting the switching information from the mechanical movement of the switching operation is obtained.
  • the actuator to be moved is designed as a tap changer. This is combined with a piezo button or the like. When the piezo button is pressed, the spring is pressed first is biased and then suddenly relaxes the further actuation of the actuator, a pulse-like pressure placed on a piezoelectric crystal. As a result, electrical energy is generated in the form of electrical charge, which then serves to transmit the switching information to the base unit.
  • the occupied position of the actuator is queried at the same time as the movement of the mechanical actuator, which information is then preferably transmitted by optical means.
  • no battery or the like is required in the region of the plug-in handle to the base unit.
  • no electrical or mechanical connections are required, especially when the generated control signal is passed through the optical stem through the stem in the base unit.
  • Particularly advantageous embodiment of the invention proves to the effect that there are no electrical connections to (household) live parts. In addition, this low cost and wear and thus low maintenance signal transmission is achieved.
  • a vacuum cleaner 1 in particular household vacuum cleaner, which is designed as a hand-held handle device.
  • This initially has a base part 2, with an electric motor M, not shown, for operating a suction / blower unit.
  • a filter cartridge 2 On the base unit 2, a filter cartridge 2 'is docked for receiving the sucked up dust.
  • This includes a filter bag, not shown.
  • the base unit 2 has a gooseneck-shaped extension, which extends over the region of the filter cartridge 2 '. In the region of the free end, this extension forms a plug-in receptacle 2 "for a handle 3 of the vacuum cleaner 1.
  • the associated ends of the plug-in receptacle 2" and the handle 3 are formed in a known manner as mechanically acting plug connection elements.
  • the stem 3 is decoupled from the power supply of the vacuum cleaner 1.
  • an actuating handle 4 is formed in the region of the free end of the stem 3.
  • This has at ergonomically favorable position on a thumb actuatable actuator S in the form of a power controller.
  • the power of the recorded in the base unit 2 electric motor M is adjustable, according to which the suction power of the vacuum cleaner 1 on the setting unit S is passable, for example, to the floor covering.
  • the base unit 2 is fluidly connected to a header 5, which is formed in the illustrated embodiment as a suction nozzle.
  • a signal from the actuating handle 4 or from the control unit S to the base unit 2 is passed and there by a signal receiver detected.
  • the determined signal is used by means of an evaluation to control the electric motor M.
  • the signal transmission takes place in the illustrated embodiment by means of light waves, for which purpose in the stem 3, an optical waveguide 7 is arranged. This extends from the operating handle 4 or from the area of the actuating unit S to the free plug-in end of the handle 3.
  • a transmitter is provided in the area of the plug-in receptacle 2 ", which in Fig. 3 denoted by II.
  • This transmitter initially comprises a lightwave sensor LWS and a microprocessor MC 2 , which acts on the motor M via a triac D 3 . This motor control depends on the detected light signal.
  • a light emitting diode LED which is part of a control electronics I, which in the region of the actuator S, i. is arranged in the region of the actuating handle 4.
  • This light-emitting diode LED is assigned to the end of the optical waveguide 7 facing away from the plug end of the handle 3.
  • the control electronics I is realized as a self-contained circuit, requires no separate power supply accordingly.
  • the required energy is achieved via a piezo key P combined with the actuating unit S to be moved mechanically.
  • a piezo key P When the piezo key P is actuated, a pulse-like pressure is applied to a piezoelectric crystal via a spring, which is first pretensioned during actuation and then suddenly relaxes upon further actuation. As a result, electrical energy is generated in the form of electrical charge.
  • the charge generated upon actuation of the piezoelectric probe P is temporarily stored in the capacitor C 1 with the aid of the diodes D 1 and D 2 . Thereafter, the capacitor C 2 is charged via the resistor R 1 , wherein the voltage is limited by means of the Zener diode Z 1 .
  • a microprocessor circuit (MC 1 ) is operated, which is activated after exceeding the minimum voltage U min required for operation of the microprocessor.
  • the microprocessor MC 1 queries the state of the actuating unit S designed as a tap changer and, depending on the selected step circuit a, b, c or d, emits a serial optical signal via the LED LED, which depends on the state of the control unit S.
  • the capacitor C 2 is discharged until the voltage U min has fallen below.
  • the serial optical signal is transmitted in the interior of the stem 3 directly via the optical waveguide 7 or alternatively via reflections to the optical receiver LWS in the base unit 2, with the aid of which the vacuum cleaner 1 is controlled.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Staubsauger mit einem einen Elektromotor aufweisenden Basisgerät und einem hiermit steckverbindbaren Stiel mit Betätigungsgriff, mit einer mechanisch zu bewegenden Stelleinheit zur Steuerung der Leistung des Elektromotors, wobei ein zur Steuerung der Leistung des Elektromotors erforderliches Signal von dem Stiel zum Basisgerät geleitet wird und in dem Basisgerät ein Signalempfänger angeordnet ist.
  • Staubsauger der in Rede stehenden Art sind bekannt. Diese weisen an dem mit dem Basisgerät steckverbindbaren Stiel einen Betätigungsgriff auf, an welchem weiter beispielsweise ein daumenbetätigbarer Leistungssteller angeordnet ist, der die mechanische Stelleinheit ausformt. Dieser wirkt elektrisch über Kabel in dem Betätigungsgriff oder mechanisch auf in dem Basisgerät angeordnete Schalter. Ein bekanner staubsauger ist zu US 6768073 B1 beschrieben.
  • Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, einen Staubsauger der in Rede stehenden Art hinsichtlich der Steuerung der Leistung des Elektromotors im Basisgerät weiter zu verbessern.
  • Diese Problematik ist zunächst und im Wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass in dem Betätigungsgriff ein Signalgeber angeordnet ist, der durch die mechanische Bewegung der Stelleinheit selbst mit Energie versorgt wird. Zufolge dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist eine Anordnung geschaffen, mittels welcher die Leistung des Basisgeräts bzw. des in dem Basisgerät angeordneten Elektromotors zur Erbringung der Saugleistung geregelt werden kann, ohne dass in dem die mechanisch zu bewegende Stelleinheit aufweisenden Betätigungsgriff und darüber hinaus bevorzugt auch ohne dass in dem gesamten steckverbindbaren Stiel eine gesonderte Energieversorgung für die Stelleinheit vorgesehen ist, so bspw. in Form von Akkus bzw. in Form eines Elektroanschlusses, der zugleich über die Steckverbindung auch als Elektroanschluss für das Basisgerät dient. Bei der vorgeschlagenen Lösung ist das Basisgerät über ein direkt mit deren Elektroeinheit verbundenes Anschlusskabel versorgt. Der Stiel bzw. der Betätigungsgriff ist als autarke Einheit gestaltet, die sich selbst mit Energie versorgt. So wird über den Betätigungsgriff, der in Form eines Schiebeschalters gebildet sein kann, ein Signal erzeugt, das mittels der durch die mechanische Bewegung der Stelleinheit erzeugte Energie an das Basisgerät geleitet und dort von einem Signalempfänger ausgewertet wird. Die Funktion des Betätigungsgriffes ist unabhängig vom Zuordnungszustand zum Basisgerät und weiterhin unabhängig von dem Ladezustand eines etwaigen Energiespeichers, bspw. in Form eines Akkus. Demzufolge ist der Betätigungsgriff und der vorgesehene Signalgeber in einer steten Bereitschaftsstellung, aus welcher heraus in einfachster Weise ein Signal zur Steuerung des geräteseitigen Elektromotors erzeugt werden kann. Eine entsprechende Konfiguration kann auch zur Steuerung eines aktiven Vorsatzgerätes des Staubsaugers dienen, bei welcher über den stielseitigen Betätigungsgriff und die dort vorgesehene mechanisch zu bewegende Stelleinheit das Basisgerät überbrückend auf das Vorsatzgerät regelnd Einfluss genommen werden kann.
  • Die Gegenstände der weiteren Ansprüche sind nachstehend in Bezug zu dem Gegenstand des Anspruchs 1 erläutert, können aber auch in ihrer unabhängigen Formulierung von Bedeutung sein.
  • So ist in einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes vorgesehen, dass die mechanische Bewegung der Stelleinheit auf ein Piezoelement zur Energieerzeugung einwirkt. Entsprechend wird die Energie zur Übertragung der Schaltinformation aus der mechanischen Bewegung des Schaltvorganges gewonnen. Bevorzugt ist die mechanisch zu bewegende Stelleinheit als Stufenschalter ausgebildet. Dieser ist mit einer Piezotaste oder dergleichen kombiniert. Bei Betätigung der Piezotaste wird über eine Feder, die beim Betätigen zunächst vorgespannt wird und die sich dann beim weiteren Betätigen der Stelleinheit schlagartig entspannt, ein impulsartiger Druck auf ein Piezokristall gegeben. Hierdurch wird elektrische Energie in Form von elektrischer Ladung erzeugt, die dann der Übertragung der Schaltinformation zum Basisgerät dient. Mittels einer elektrischen Schaltung wird zugleich mit der Bewegung der mechanischen Stelleinheit die eingenommene Position der Stelleinheit abgefragt, welche Information dann bevorzugt auf optischem Wege übertragen wird. Zufolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist im Bereich des mit dem Basisgerät steckverbindbaren Stiels keine Batterie oder dergleichen erforderlich. Zudem sind auch keine elektrischen oder mechanischen Verbindungen erforderlich, insbesondere dann, wenn das erzeugte Stellsignal auf optischem Wege durch den Stiel in das Basisgerät geleitet wird. Als besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung dahingehend, dass keine elektrische Verbindungen zu (haushalts-) spannungsführenden Teilen vorliegen. Darüber hinaus ist hierdurch eine kostengünstige sowie verschleiß- und somit wartungsarme Signalübertragung erreicht.
  • Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, die lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig.1
    in perspektivischer Darstellung einen Staubsauger der in Rede stehenden Art mit einem Basisgerät, einem Vorsatzgerät und einem an dem Basisgerät steckverbundenen Stiel;
    Fig. 2
    in einer mit Bezug zu Fig. 1 vergrößerten perspektivischen Darstellung den Stiel in abgezogener Zuordnungsstellung zu dem partiell dargestellten Basisgerät;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnungen im Stiel und im Basisgerät.
  • Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig.1 ein Staubsauger 1, insbesondere Haushalts-Staubsauger, welcher als handgeführtes Stielgerät ausgeführt ist. Dieses weist zunächst ein Basisteil 2 auf, mit einem nicht näher dargestellten Elektromotor M, zum Betrieb einer Saug- / Gebläse-Einheit. An dem Basisgerät 2 ist zur Aufnahme des aufgesaugten Staubgutes eine Filterkassette 2' angedockt. Diese beinhaltet einen nicht dargestellten Filterbeutel. Die Stromversorgung des Elektromotors M sowie weiterer elektrischer / elektronischer Bauelemente / -gruppen erfolgt über ein direkt in das Basisgerät 2 geführtes Netzkabel.
  • Weiter besitzt das Basisgerät 2 einen schwanenhalsförmigen Fortsatz, welcher sich über den Bereich der Filterkassette 2' erstreckt. Im Bereich des freien Endes formt dieser Fortsatz eine Steckaufnahme 2" für einen Stiel 3 des Staubsaugers 1 aus. Die zugeordneten Enden von Steckaufnahme 2" und Stiel 3 sind in bekannter Weise als mechanisch wirkende Steckverbindungselemente ausgebildet. Der Stiel 3 ist von der Stromversorgung des Staubsaugers 1 entkoppelt.
  • Im Bereich des freien Endes des Stieles 3 ist ein Betätigungsgriff 4 ausgeformt. Dieser weist an ergonomisch günstiger Position eine daumenbetätigbare Stelleinheit S in Form eines Leistungsstellers auf. Über diese Stelleinheit S ist die Leistung des in dem Basisgerät 2 aufgenommenen Elektromotors M einstellbar, zufolge dessen die Saugleistung des Staubsaugers 1 über die Stelleinheit S an passbar ist, beispielsweise an den Bodenbelag.
  • Zur Bodenbearbeitung ist das Basisgerät 2 strömungsmäßig mit einem Vorsatzgerät 5 verbunden, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Saugdüse ausgebildet ist.
  • Zur Steuerung des Elektromotors M wird ein Signal vom Betätigungsgriff 4 bzw. von der Stelleinheit S zum Basisgerät 2 geleitet und dort von einem Signalempfänger erfasst. Das ermittelte Signal wird mittels einer Auswerteelektronik zur Ansteuerung des Elektromotors M genutzt.
  • Die Signalübertragung erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels Lichtwellen, wozu in dem Stiel 3 ein Lichtwellenleiter 7 angeordnet ist. Dieser erstreckt sich vom Betätigungsgriff 4 bzw. vom Bereich der Stelleinheit S bis zum freien Steckende des Stiels 3.
  • Basisgeräteseitig ist im Bereich der Steckaufnahme 2" eine Auswerteelektronik vorgesehen, die in Fig. 3 mit II bezeichnet ist. Diese Auswerteelektronik umfasst zunächst einen Lichtwellensensor LWS und einen Mikroprozessor MC2, der über einen Triac D3 steuernd auf den Motor M einwirkt. Dieser Motorregelung ist abhängig von dem erfassten Lichtsignal.
  • Letzteres wird ausgesandt von einer Leuchtdiode LED, die Bestandteil ist einer Steuerelektronik I, die im Bereich der Stelleinheit S, d.h. im Bereich des Betätigungsgriffes 4 angeordnet ist. Diese Leuchtdiode LED ist dem dem Steckende des Stieles 3 abgewandten Ende des Lichtwellenleiters 7 zugeordnet.
  • Die Steuerelektronik I ist als autarke Schaltung realisiert, benötigt entsprechend keine gesonderte Energiezufuhr. Die benötigte Energie wird über eine mit der mechanisch zu bewegenden Stelleinheit S kombinierte Piezotaste P erreicht. Bei Betätigen der Piezotaste P wird über eine Feder, die beim Betätigen zunächst vorgespannt wird und sich dann beim weiteren Betätigen schlagartig entspannt, ein impulsartiger Druck auf einen Piezokristall gegeben. Hierdurch wird elektrische Energie in Form von elektrischer Ladung erzeugt.
  • Die beim Betätigen des Piezotasters P erzeugte Ladung wird mit Hilfe der Dioden D1 und D2 im Kondensator C1 zwischengespeichert. Über den Widerstand R1 wird hiernach der Kondensator C2 aufgeladen, wobei die Spannung mit Hilfe der Zehnerdiode Z1 begrenzt wird.
  • Im Kondensator C2 ist nun eine konstante Spannung Uz1, solange die Spannung im Kondensator C1 größer ist als die Spannung Uz1. Der Zeitraum, für den die Spannung im Kondensator C2 = Uz1 ist, hängt von der erzeugten Ladung und vom Entladestrom durch die nachfolgende Schaltung ab.
  • Mit Hilfe der Spannung im Kondensator C2 wird eine Mikroprozessorschaltung (MC1) betrieben, die nach Überschreiten der zum Betrieb des Mikroprozessors erforderlichen Mindestspannung Umin aktiviert wird. Der Mikroprozessor MC1 fragt sofort nach seiner Initialisierung den Zustand der als Stufenschalter ausgebildeten Stelleinheit S ab und sendet je nach gewählter Stufenschaltung a, b, c oder d über die Leuchtdiode LED ein serielles optisches Signal aus, das vom Zustand der Stelleinheit S abhängt.
  • Nach dem Aussenden des Signals wird der Kondensator C2 entladen, bis die Spannung Umin unterschritten ist.
  • Das serielle optische Signal wird im Innern des Stiels 3 auf direktem Wege über den Lichtwellenleiter 7 oder alternativ über Reflektionen an den optischen Empfänger LWS im Basisgerät 2 übertragen, mit dessen Hilfe nach einer Auswertung der Staubsauger 1 gesteuert wird.

Claims (3)

  1. Staubsauger (1) mit einem einen Elektromotor (M) aufweisenden Basisgerät (2) und einem hiermit steckverbindbaren Stiel (3) mit Betätigungsgriff (4), mit einer mechanisch zu bewegenden Stelleinheit (S) zur Steuerung der Leistung des Elektromotors (M), wobei ein zur Steuerung der Leistung des Elektromotors (M) erforderliches Signal von dem Stiel (3) zum Basisgerät (2) geleitet wird und in dem Basisgerät (2) ein Signalempfänger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Betätigungsgriff (4) ein Signalgeber angeordnet ist, der durch die mechanische Bewegung der Stelleinheit (S) selbst mit Energie versorgt wird.
  2. Staubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Bewegung der Stelleinheit (S) auf ein Piezoelement (P) zur Energieerzeugung einwirkt.
  3. Staubsauger nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer elektrischen Schaltung (II) zugleich mit der Bewegung der mechanischen Stelleinheit (S) die eingenommene Position der Stelleinheit (S) abgefragt wird.
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RU (1) RU2008102647A (de)
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